巖土工程概論學(xué)生用和作業(yè)題PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1巖土工程概論學(xué)生用和作業(yè)題巖土工程概論學(xué)生用和作業(yè)題1211eeSHe121111eeeSHHee111vvsaSpHmpHpHeE體積sV2se V高度HS1se V1psV體積H高度1p1p第1頁/共83頁課后作業(yè)2第2頁/共83頁問題的提出Concrete dam with cutoff wall 2.8805e-005 滲流：水在土體中流動(dòng)的現(xiàn)象土的滲透性：土被水透過的性質(zhì)1、滲流量問題 土壩滲漏、渠道滲漏 基坑滲水、水井出水2、滲透變形 受滲透力作用3、滲透控制五、土的滲透性第3頁/共83頁土的滲透問題概述土的滲透問題概述浸潤線流線等勢線下游上游土壩蓄水后水透過壩身流向下游H

2、隧道開挖時(shí)，地下水向隧道內(nèi)流動(dòng) 第4頁/共83頁滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律試樣ALhh1滲流流速水力坡降A(chǔ)Qv LhiQ達(dá)西定律ikv第5頁/共83頁土滲透系數(shù) (定義為單位水力梯度下的單位流量 )測定試樣ALhh1V常水頭法：砂土VALhtLhkAtVvhAtVLk第6頁/共83頁 反映了土滲透性的強(qiáng)弱k礫砂、粗砂礫砂、粗砂中砂中砂細(xì)砂、粉砂細(xì)砂、粉砂粉土粉土粉質(zhì)黏土粉質(zhì)黏土黏土黏土10-110-2cm/s10-210-3cm/s10-310-4cm/s10-410-6cm/s10-610-7cm/s10-710-10cm/s 砂、礫的透水性強(qiáng)，可以起到排水作用；粘性土的透水性弱，可以起到截水的作用

3、。礫砂、粗砂、中砂屬強(qiáng)透水材料，粉、細(xì)砂屬中透水性材料，粉土屬弱透水材料，粉質(zhì)粘土屬于基本不透水材料，粘土屬于不透水材料。第7頁/共83頁土的滲透變形（或稱為滲透破壞）土的滲透變形（或稱為滲透破壞）流土：在滲流逸出面的土粒被水流攜帶運(yùn)動(dòng)。 粘性土、均勻砂土。管涌：在滲流作用下，土中的細(xì)粒被水流攜帶通過粗粒 孔隙通道運(yùn)動(dòng)。級(jí)配不良的土。接觸流土：指滲流垂直于滲透系數(shù)相差較大的兩相鄰?fù)翆拥慕佑|面流動(dòng)時(shí),將滲透系數(shù)較小的土層中的細(xì)顆粒帶入滲透系數(shù)較大的另一土層的現(xiàn)象稱為接觸流土 接觸沖刷：是指滲流沿著兩種不同土層的接觸面流動(dòng)時(shí),沿層面帶走細(xì)顆粒的現(xiàn)象稱為接觸沖刷. 第8頁/共83頁 滲透水流將土體的

4、細(xì)顆粒沖走、帶走或局部土體產(chǎn)生移動(dòng)，導(dǎo)致土體變形滲透變形問題（流土，管涌） 1.流土在滲流作用下，局部土體表面隆起，或某一范圍內(nèi)土 粒群同時(shí)發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象 流土發(fā)生于地基或土壩下游滲流出逸處，不發(fā)生于土體內(nèi)部。開挖基坑或渠道時(shí)常遇到的流砂現(xiàn)象，屬于流土破壞。細(xì)砂、粉砂、淤泥等較易發(fā)生流土破壞 第9頁/共83頁2.管涌在滲流作用下，無粘性土中的細(xì)小顆粒通過較大顆粒的孔隙，發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象 土體在滲透水流作用下，細(xì)小顆粒被帶出，孔隙逐漸增大，形成能穿越地基的細(xì)管狀滲流通道，掏空地基或壩體，使其變形或失穩(wěn)。管涌既可以發(fā)生在土體內(nèi)部，也可以發(fā)生在滲流出口處，發(fā)展一般有個(gè)時(shí)間過程，是一種漸進(jìn)性的破

5、壞。第10頁/共83頁滲流力滲透力是滲流對(duì)單位土體的作用力，是一種體積力，其大小與水力坡降成正比，作用方向與滲流方向一致，單位為kN/m3 滲透力的存在，將使土體內(nèi)部受力發(fā)生變化，這種變化對(duì)土體穩(wěn)定性有顯著的影響abc滲透力方向與重力一致，促使土體壓密、強(qiáng)度提高，有利于土體穩(wěn)定滲流方向近乎水平，使土粒產(chǎn)生向下游移動(dòng)的趨勢，對(duì)穩(wěn)定不利滲流力與重力方向相反，當(dāng)滲透力大于土體的有效重度，土粒將被水流沖出第11頁/共83頁eGiswcr11eGeVVmwswswss111J流土的臨界水力梯度滲透力ijw第12頁/共83頁滲透破壞的判別滲透破壞的判別流土可能性的判別crii crii crii 水利工程

6、穩(wěn)定臨界流土 scrFiii管涌可能性的判別10uC非管涌土10uC可能管涌土20uC管涌土管涌的臨界水力梯度遠(yuǎn)小于流土的臨界坡降10uC流土第13頁/共83頁例題分析例題分析【解答】臨界水力坡降 由于實(shí)際水力坡降i 1：超固結(jié)OCR60飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk(MPa)極軟巖軟巖較軟巖較硬巖堅(jiān)硬巖堅(jiān)硬程度類別frk515frk530frk1560frk30frk60飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk(MPa)極軟巖軟巖較軟巖較硬巖堅(jiān)硬巖堅(jiān)硬程度類別0.75完整性指數(shù)極破碎破碎較破碎較完整完整完整程度等級(jí)0.75完整性指數(shù)極破碎破碎較破碎較完整完整完整程度等級(jí)第48頁/共83頁2、碎石土土的名稱

7、 顆粒形狀 粒組含量漂石塊石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于200mm的顆粒超過全質(zhì)量50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主圓礫角礫粒徑大于20mm的顆粒超過全質(zhì)量50%粒徑大于2mm的顆粒超過全質(zhì)量50%第49頁/共83頁3、砂土土的名稱 粒組含量粒徑大于2mm的顆粒占全質(zhì)量25 - 50%礫砂粗砂中砂細(xì)砂粉砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過全質(zhì)量50%粒徑大于0.25mm的顆粒超過全質(zhì)量50%粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量85%粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量50%第50頁/共83頁4、粉土粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于全質(zhì)量50%而塑性指數(shù)I

8、p10的土塑性指數(shù)Ip10的土5、粘性土1017的土粘土粉質(zhì)粘土第51頁/共83頁6、人工填土由于人類活動(dòng)而推填土。其物質(zhì)成分雜亂，均勻性差。按其組成和成因分類素填土壓實(shí)填土雜填土沖填土除了以上六種土外還有特殊土。 第52頁/共83頁土樣土樣天然含水量天然含水量(%)塑限塑限p(%)液限液限L(%)A A40.440.425.425.447.947.9n【例】A、B兩種土樣，試驗(yàn)結(jié)果見表，試確定該土的名稱及軟硬狀態(tài)?！窘獯稹?22=425947=IPLp. . . .塑塑性性指指數(shù)數(shù)：A 土因 IP 17，0.25IL0.75，所以該土為黏土，可塑狀態(tài)：670=522425440=I=IPpL

9、. . . . .液液性性指指數(shù)數(shù)：土樣土樣天然含水量天然含水量(%)塑限塑限p(%)液限液限L(%)B B23.223.221.021.031.231.2210=21231=IPLp. . .塑塑性性指指數(shù)數(shù)：220=21021223=I=IPpL. . . .液液性性指指數(shù)數(shù)：B 土因 10IP17 ，0IL0.25，所以該土為粉質(zhì)黏土，硬塑狀態(tài)。第53頁/共83頁u概述u巖土工程勘察分級(jí)u巖土工程的勘察階段u巖土工程勘察的勘探工作(掘探鉆探觸探和物探)u勘察報(bào)告第54頁/共83頁第55頁/共83頁第56頁/共83頁第57頁/共83頁第58頁/共83頁第59頁/共83頁第60頁/共83頁第

10、61頁/共83頁第62頁/共83頁第63頁/共83頁靜力觸探：動(dòng)力觸探兩種方法：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和輕便觸探試驗(yàn)連續(xù)、快速、靈敏、精確、方便 點(diǎn)擊查看坑探示意圖 點(diǎn)擊查看鉆機(jī)示意圖 點(diǎn)擊查看圖 點(diǎn)擊查看圖第64頁/共83頁坑探示意圖第65頁/共83頁第66頁/共83頁第67頁/共83頁第68頁/共83頁第69頁/共83頁圖是總剖面的照片，e是電阻率反演結(jié)果，與剖面對(duì)應(yīng)的b和c（放大圖）是先前發(fā)現(xiàn)的墓穴，位置a（放大圖）是先前沒有注意到的另一個(gè)墓穴。采用溫納裝置，電極距為1米。 電法物探第70頁/共83頁高密度電法在地區(qū)銅鎳礦勘察中的應(yīng)用第71頁/共83頁圖 三種地下異常的探地雷達(dá)圖像 第72頁/共8

11、3頁地震成像應(yīng)用實(shí)例地震成像應(yīng)用實(shí)例第73頁/共83頁防防滲滲墻、墻、砼砼質(zhì)質(zhì)量量檢檢測測第74頁/共83頁第75頁/共83頁第76頁/共83頁所附圖表：1. 勘探點(diǎn)平面布置圖2. 鉆孔柱狀圖3. 地層綜合柱狀圖4. 工程地質(zhì)剖面圖5. 土工試驗(yàn)成果表6. 其它測試成果圖表第77頁/共83頁工程地質(zhì)勘察報(bào)告第78頁/共83頁第79頁/共83頁第80頁/共83頁【例】 A saturated soil sample weighs 0.4N and its volume is 21.5 cm3. The weight and the volume are 0.33N and 15.7 cm3aft

12、er being non-completely (partly) dried in an oven for a period. The corresponding degree of saturation is 75%.Determine the water content w, void ration e and dry unit weight d before drying.【例1-3】某飽和土樣重0.4N ，體積為21.5 cm3。放入烘箱內(nèi)烘一段時(shí)間后取出，稱得其重量為0.33N，體積減小至15.7 cm3，飽和度為75% 。試求該土樣烘烤前的含水量 w、孔隙比 e 及干容重 d 。第81頁/共83頁解：設(shè)烘一段時(shí)間后，孔隙體積為Vv2，孔隙水所占體積為Vw2，則：在烘后狀態(tài)：在烘前狀態(tài)：聯(lián)立求解得：%7522vwrVVS%100)7 .155 .21(1010/10)33. 04 . 0(2